YUY-PV33光伏離并網(wǎng)追日發(fā)電實(shí)驗系統

一、光伏離并網(wǎng)追日發(fā)電實(shí)驗系統|新能源教學(xué)系統概述
光伏離并網(wǎng)追日發(fā)電實(shí)驗系統主要由光伏裝置、逐日系統裝置、控制裝置（含控制器、逆變器）、儀表與負載單元、監控系統組成。
光伏離并網(wǎng)追日發(fā)電實(shí)驗系統采用模塊式結構，各裝置和系統具有獨立的功能，可以組合成光伏發(fā)電實(shí)訓系統。使用鋁合金框架。
二、光伏離并網(wǎng)追日發(fā)電實(shí)驗系統|新能源教學(xué)技術(shù)參數：
實(shí)訓臺工作電源：AC220V±10%50Hz
工作環(huán)境：環(huán)境溫度范圍為-20℃～+45℃相對濕度＜85%
外形尺寸：1、實(shí)訓臺：1280mm×600mm×1680mm
2、逐日系統：1050*1400*1640mm
三、各單元介紹
1、光伏跟蹤裝置
（1）光伏跟蹤裝置的組成
光伏跟蹤裝置系統含PLC控制單元、觸摸屏、控制系統。光伏供電裝置主要由光伏電池組件、光線(xiàn)傳感器、投射燈底座支架等設備與器件組成。
4塊光伏電池組件并聯(lián)組成光伏電池方陣，模擬光源：采用2盞300W的投射燈安裝在支架上，采用渦輪蝸桿結構（0-60CM可調）、電壓220V、大功率300W。
（2）光伏發(fā)電裝置
光伏發(fā)電裝置主要由4塊10W的太陽(yáng)能光伏板組成，可進(jìn)行并聯(lián)連接或者串聯(lián)連接。其主要參數如下
光伏電池組件的主要參數為：
額定功率4*20W
開(kāi)路電壓：21.87V（并聯(lián)），4*18.00V（串聯(lián)）
短路電流：4*0.31A（并聯(lián)），0.28A（串聯(lián)）
工作環(huán)境溫度45℃±2℃。
（3）光線(xiàn)傳感器、光線(xiàn)傳感器控制盒
逐日系統光源檢測部分采用數字化光源檢測技術(shù)。采用高檔CPU、光敏傳感器和硅光電池集合設計。本控制盒是于交流24V云臺的太陽(yáng)跟蹤控制，其采用24V交流輸入，可輸出四個(gè)方位的控制電壓給云臺，一般云臺的方位控制是一根公正，左右上下各四個(gè)，本控制盒就是依些配置。
控制盒中，方位檢測與繼電器控制一體集成在電路板內。小巧，美觀(guān)，質(zhì)量可靠。
跟蹤精度可達1度，同時(shí)鎖定性能良好。技術(shù)成熟，屬不斷改進(jìn)而形成的終控制方案。
2、實(shí)驗實(shí)訓臺
實(shí)驗實(shí)訓臺采用鋁合金設計，桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固，造形美觀(guān)大方；設有吊柜，用于放置工具、存放掛箱及資料等。桌面用于安裝電源控制屏并提供一個(gè)寬敞舒適的工作臺面。
（1）電源控制屏
電源控制屏提供單相220V交流電源和380V交流電源、1路0-30V直流穩壓電源（1A）、鉛酸蓄電池（蓄電池組選用2節閥控密封式鉛酸蓄電池，主要參數：容量12V、7Ah）、900Ω×2/0.41A的雙層瓷盤(pán)可調電阻。光源控制模塊（控制光源）。電源系統監測系統：至少配置4通道模擬量輸入（0-3V）；4通道數字量輸入（光耦隔離）；3通道繼電器輸出（220V,1A）；2路DA輸出（0-3V）；帶標準以太網(wǎng)接口（有LED指示其工作狀態(tài)）；有RS485接口、CAN接口（隔離模塊）；4位數碼管顯示；帶ARM的仿真與下載口；USB2.0接口（RS232接口）；接基于串口協(xié)議的無(wú)線(xiàn)模塊，模塊可更換（帶天線(xiàn),工業(yè)級）；位機PC以太網(wǎng)監控程序，可遠程直接采集操作本模塊的硬件資源；提供多種傳感器模塊供用戶(hù)選配，可遠程控制系統的電源。
（2）網(wǎng)孔板及安裝模塊
提供網(wǎng)孔板、直流儀表（電壓表、電流表、具有通信接口）、交流儀表（電壓表、電流表、功率表三合一、具有通信接口）、直流負載（警示燈、節能燈）、交流負載（白熾燈、風(fēng)機）、觸摸屏、離網(wǎng)逆變器、并網(wǎng)逆變器、風(fēng)光互補控制器。
(3)儀表
1.直流電壓表
具有通信接口、具有手動(dòng)自動(dòng)量程、工業(yè)級柜裝48mm*96mm、精度：0.5級，1000V檔位顯示格式：999.99（帶2個(gè)小數點(diǎn)），顯示單位：V；100V檔位顯示：99.999（帶3個(gè)小數點(diǎn)），顯示單位：V；10V檔位顯示：9.9999（帶4個(gè)小數點(diǎn)），顯示單位：V；采用透明面板設計。正反駁接誤差不大于5個(gè)字。
2.直流電流表
具有通信接口、具有手動(dòng)自動(dòng)量程、工業(yè)級柜裝48mm*96mm、精度：0.5級，5A檔位：4999.9（帶1個(gè)小數點(diǎn)），顯示單位：mA；1000mA檔位：999.99(帶2個(gè)小數點(diǎn))，顯示單位：mA；100mA檔位：99.999(帶3個(gè)小數點(diǎn))，顯示單位：mA。采用透明面板設計，全量程內阻0.1毫歐。
（4）交流儀表參數
功率及功率因數表由24位DSP、16位高精度AD轉換器和高速MPU單元設計而成，通過(guò)鍵控、數顯窗口實(shí)現人機對話(huà)功能控制模式。軟件上采用RTOS設計思路，同時(shí)配有PC監控軟件來(lái)加強分析能力。能測量電路的功率、功率因數。功率測量精度為1.0級，功率因數測量范圍0.3-1.0，電壓電流量程為450V和5A，能自動(dòng)判別負載性質(zhì)（感性顯示“L”，容性顯示“C”，純電阻不顯示），并可存儲測量數據，供隨時(shí)查閱。
（5）可編程控制系統
采用兼容西門(mén)子可編程控制器CPU224，配下載線(xiàn)與開(kāi)發(fā)環(huán)境。
（6）并網(wǎng)逆變器
AC標準電壓范圍：90V～140V/180V～260VAC
AC頻率范圍：55Hz～63Hz/45Hz～53Hz
并網(wǎng)輸出功率：400W
輸出電流總諧波失真：THDIAC<5%
相位差：<1%
孤島效應保護：VAC;fAC
輸出短路保護：限流
顯示方式：LED
待機功耗：<2W
夜間功耗：<1W
環(huán)境溫度范圍：-25℃～60℃
環(huán)境濕度：0～99%(IndoorTypeDesign)
高性能自動(dòng)功率點(diǎn)追蹤（MPPT）
強大的MPPT算法，以?xún)?yōu)化來(lái)自太陽(yáng)能電池板的功率收集，可精確地捕捉及鎖定大輸出功率點(diǎn)，使發(fā)電量大幅提高到大于25%以上。
電力輸出:（逆向電力傳輸）
高效的電力逆向傳輸技術(shù)，逆變器在并網(wǎng)輸出模式時(shí)電力以反方向電力傳輸，自動(dòng)檢測電路中的負載并優(yōu)先進(jìn)行使用，用不完的電力才向電網(wǎng)逆方向傳輸供應到其他地方使用，電力傳輸率可達99.9%。在光伏發(fā)電應用系統中使輸出效率更高。
(7)離網(wǎng)逆變器
 

 (8)觸摸屏
帶通信線(xiàn)與開(kāi)發(fā)環(huán)境。
 

（9）控制器
采用專(zhuān)業(yè)MCU微處理器控制，真正實(shí)現充電、放電的智能化控制；采用低損耗、長(cháng)壽命的MOSFET作為控制器的主要開(kāi)關(guān)器件；光伏充電（PWM）技術(shù)，充電效率更高；運行狀態(tài)、故障指示燈指示；多種控制模式：光控開(kāi)光控關(guān)模式/光控開(kāi)時(shí)控關(guān)模式/無(wú)光控時(shí)控的自動(dòng)模式；輸出吸收回路，可帶感性負載；記憶功能，控制器失電重新上電后，自動(dòng)按失電前的模式工作；完善的保護功能；蓄電池防反接；自動(dòng)剎車(chē)功能；數字顯示等功能；具體參數如下：
 

（10）負載系統的組成
設備配置有直流負載（紅色警示燈：供電DC24V尺寸直徑72mm*高44mm、LED節能燈：AC/DC24V，額定功率：2W，色溫：6500K正白）和交流220V負載（白熾燈、風(fēng)機）
3、監控系統
1)監控系統組成
監控系統主要由觸摸屏、接線(xiàn)排、電源插座、通信線(xiàn)、微軟操作系統軟件、組態(tài)軟件組成。
2)監控系統功能
通信
觸摸屏、PLC之間進(jìn)行通信，監控自動(dòng)跟蹤過(guò)程與PLC、儀表等之間進(jìn)行通信。
4、實(shí)驗管理系統
實(shí)現實(shí)驗的現代化、網(wǎng)絡(luò )化、遠程化和真正意義上的開(kāi)放,學(xué)生在實(shí)驗過(guò)程中，利用LabVIEW所開(kāi)發(fā)的虛擬儀器，將實(shí)驗數據及波形實(shí)時(shí)地寫(xiě)入本地機器的文件中。實(shí)驗完成時(shí)學(xué)生按照實(shí)驗要求填寫(xiě)實(shí)驗數據，上傳實(shí)驗波形等，提交實(shí)驗報告方便了實(shí)驗教師管理實(shí)驗、批閱實(shí)驗報告。提供軟件著(zhù)作權證書(shū)，原件備查。
（一）硬件資源：
采用7吋彩色觸摸屏作為學(xué)生終端，嵌入式多功能網(wǎng)絡(luò )虛擬儀器（不需電腦配合使用）（2工位1套）：
A、終端部分采用7寸彩色觸摸屏（裝學(xué)生實(shí)驗屏上）同時(shí)配有虛擬示波器、虛擬邏輯分折儀、虛擬頻譜儀、虛擬三用表、虛擬數字量輸入輸出模塊。
B、基于LabVIEW虛擬儀器程序的編程方法，學(xué)生可自行設計各種虛擬儀器。
（二）虛擬儀器部分：
1、終端部分（裝學(xué)生實(shí)驗臺上）同時(shí)配有虛擬示波器、虛擬頻譜儀、虛擬三用表、電源管理。
2、可選電路分析基礎、模擬電子技術(shù)、通信電子電路、數字電子技術(shù)、信息信號處理、電子測量與儀器、傳感器與自動(dòng)控制原理等實(shí)驗模塊，從而完成相關(guān)課程實(shí)驗和構建工程測控系統。
可選電路分析基礎、模擬電子技術(shù)、通信電子電路、數字電子技術(shù)、信息信號處理、電子測量與儀器、傳感器與自動(dòng)控制原理等實(shí)驗模塊，方便測量光伏、風(fēng)力發(fā)電輸入、輸出各參數，從而完成相關(guān)課程實(shí)驗和構建工程測控系統。
3、參數：
1）雙蹤存貯示波器，多種同步方式，存貯深度可編程；
通道數：2路
帶寬：20MHZ
分辨率：8位
電壓范圍：-10~+10V
存貯深度：64K
2）雙通道頻譜分折儀；
3）數字三用表
數字IO口
通道數：8路IO
輸入電平：TTL
輸出電平：TTL
電流驅動(dòng)：20mA/通道
4）四路智能遠程電源控制
5）數據具有上傳與保存功能并能通過(guò)服務(wù)器顯示
四、設備整體情況
1）采用發(fā)光（光譜）接近太陽(yáng)光的燈來(lái)模擬太陽(yáng)光。使得實(shí)訓項目隨時(shí)都可以進(jìn)行。從而不需要受天氣變化的限制。
2）強調工程實(shí)用性，采用電池板（40W）、智能控制器、蓄電池、要求均與現場(chǎng)應用中一樣，使學(xué)生深刻理解太陽(yáng)能光伏發(fā)電的現場(chǎng)應用。
3）各個(gè)部分是*獨立的，學(xué)生在實(shí)訓過(guò)程中可根據自己對太陽(yáng)能光伏發(fā)電應用的理解自己動(dòng)手連接。
4）采用標準工業(yè)用電池板，可置于戶(hù)內和戶(hù)外，角度可以調節。
5）提供多種模擬應用實(shí)訓：太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能警示燈和逆變器等。
6）整體尺寸：1280mm*600mm*1680mm，網(wǎng)孔板不小于1200mm*600mm
7)帶吊柜用于防置實(shí)訓器材。
8)提供實(shí)驗臺操作說(shuō)明書(shū)，采用Labview設計，提供實(shí)驗管理軟件。
五、可完成實(shí)驗項目
1.太陽(yáng)能電池發(fā)電原理實(shí)驗
2.光伏電池的I-U特性測試實(shí)驗
3.環(huán)境對光伏轉換影響實(shí)驗
4.太陽(yáng)能電池組件和蓄電池的選擇
5.太陽(yáng)能電池自動(dòng)追光系統實(shí)驗
6.控制器工作原理實(shí)驗
7.控制器充放電保護實(shí)驗
8.太陽(yáng)能路燈實(shí)驗
9.太陽(yáng)能警示燈實(shí)驗
10.離網(wǎng)逆變器逆變實(shí)驗
11.并網(wǎng)逆變器逆變實(shí)驗